İlgili kişi : Amanda
Telefon numarası : 86-18807418997
Naber : +8618807418997
June 21, 2022
Katkıda Bulunan Yorum, Batarya Ürün Müdürü Anton Beck,Epec
Bir lityum pil paketi, seri halinde birden fazla hücre kullanılarak tasarlandığında, hücre voltajlarını sürekli olarak dengelemek için elektronik özellikleri tasarlamak çok önemlidir.Bu sadece pil takımının performansı için değil, aynı zamanda optimum yaşam döngüleri için de geçerlidir.
Hücre dengelemenin kullanılması, bir uygulama için daha büyük kapasiteli bir pil tasarlamamızı sağlar çünkü dengeleme, pilin daha yüksek bir şarj durumuna (SOC) ulaşmasını sağlar.Birçok şirket, tasarımlarının başlangıcında hücre dengelemeyi kullanmamayı tercih eder, maliyeti düşürür, ancak hücre dengeleme donanımı ve yazılımına yapılan yatırım olmadan tasarım, SOC'nin yüzde 100'e yaklaşmasına izin vermez.
Hücre Dengesizliği Nedir?
Lityum hücreleri aşırı ısınırsa veya aşırı yüklenirse, hücre bozulmasını hızlandırmaya eğilimlidirler.Bir lityum iyon hücre voltajı 4,2 V'u birkaç yüz milivolt bile aşarsa, bir termal kaçak durumu meydana gelebileceğinden alev alabilirler veya hatta patlayabilirler.
Epec'te tasarladığımız ve ürettiğimiz her pakette, böyle bir olayın meydana gelmesini önleyecek standart hücre dengeleme ile birlikte gitmek için bir aşırı voltaj koruma devresi (hatta bazen bir yedek) bulunur.Dizüstü bilgisayarlarda ve tıbbi ekipmanlarda yaygın olarak kullanılan çok hücreli bir pil takımında, hücreleri seri olarak yerleştirmek, pilin daha yavaş ama kalıcı bir şekilde bozulması olan hücre dengesizliği olasılığını ortaya çıkarır.
Hücre Dengeleme Nedir?
Hücre dengeleme, hücreler tam şarjdayken aralarındaki voltajları ve şarj durumlarını eşitleme işlemidir.Hiçbir hücre birbirinin aynısı değildir.Şarj durumu, kendi kendine deşarj oranı, kapasite, empedans ve sıcaklık özelliklerinde her zaman küçük farklılıklar vardır.Bu, hücreler aynı model, aynı üretici ve aynı üretim partisi olsa bile geçerlidir.Üreticiler, hücreleri mümkün olduğunca yakın eşleştirmek için benzer voltaja göre sıralayacaklardır, ancak her bir hücrenin empedansında, kapasitesinde ve kendi kendine deşarj oranında, zamanla voltajda bir sapmaya yol açabilecek hala küçük farklılıklar vardır.
Çoğu tipik pil şarj cihazı, tüm hücre dizisinin voltajının voltaj düzenleme noktasına ulaşıp ulaşmadığını kontrol ederek tam şarjı algılar.Bireysel hücre voltajları, aşırı voltaj koruması sınırlarını aşmadıkları sürece değişebilir.Bununla birlikte, zayıf hücreler (daha düşük kapasiteli / daha yüksek iç empedansa sahip olanlar), tam şarj sonlandırıldığında seri hücrelerin geri kalanından daha yüksek voltaj sergileme eğilimindedir.Bu hücreler daha sonra sürekli aşırı şarj döngüleri ile daha da zayıflar.Şarj tamamlandığında daha zayıf hücrelerin daha yüksek voltajı, hızlandırılmış kapasite bozulmasına neden olur.Önerilen maksimum şarj voltajı yüzde 10'a kadar bile aşılırsa, bozulma oranının yüzde 30 artmasına neden olur.
Deşarj tarafında, zayıf hücreler, daha yüksek iç direnç veya daha düşük kapasiteden kaynaklanan daha hızlı deşarj oranı nedeniyle diğer hücrelerden daha düşük voltaja sahip olma eğilimindedir.Bu, paket voltajı sisteme güç sağlamak için hala yeterliyken zayıf hücrelerden herhangi birinin voltaj koruma sınırının altındaki hücreye çarpması durumunda, paket koruyucu aşırı deşarjı önleyeceğinden (bu hasara neden olur) pilin tam kapasitesi asla kullanılmayacaktır. hücre) bir hücre voltajı, voltaj eşiğinin altında (genellikle 2,7 V civarında) hücrenin altına düştüğünde tüm paketin deşarjını durdurarak.
Hücre Dengeleme Teknikleri
Hücre dengelemenin temel çözümü, hücreler tam şarjlı durumdayken aralarındaki voltajı ve şarj durumunu eşitler.Hücre dengeleme tipik olarak iki tipte kategorize edilir:
Pasif Hücre Dengeleme
Pasif hücre dengeleme yöntemi biraz basit ve basittir.Hücreleri tüketen bir baypas yolu ile boşaltın.Bu baypas, entegre devreye (IC) entegre veya harici olabilir.Böyle bir yaklaşım, düşük maliyetli sistem uygulamasında uygundur.Daha yüksek bir enerji hücresinden gelen fazla enerjinin %100'ünün ısı olarak dağıtılması, pil çalışma süresi üzerindeki bariz etkisi nedeniyle, pasif yöntemin deşarj sırasında kullanılmasını daha az tercih edilir hale getirir.
Aktif Hücre Dengeleme
Pil hücreleri arasında şarj aktarımı için kapasitif veya endüktif şarj geçişini kullanan aktif hücre dengeleme, enerjinin boşaltılması yerine ihtiyaç duyulan yere aktarılması nedeniyle önemli ölçüde daha verimlidir.Tabii ki, bu geliştirilmiş verimlilik için yapılan ödün, daha yüksek maliyetle ek bileşenlere duyulan ihtiyaçtır.
Özet
Hücre dengeleme, yalnızca pilin performansını ve yaşam döngülerini iyileştirmek için önemli değildir, pile bir güvenlik unsuru da ekler.Pil güvenliğini artırmak ve pil ömrünü uzatmak için ortaya çıkan teknolojilerden biri gelişmiş hücre dengelemedir.Yeni hücre dengeleme teknolojileri, tek tek hücrelerin ihtiyaç duyduğu dengeleme miktarını takip ettiğinden, pil paketlerinin kullanılabilir ömrü artar ve genel pil güvenliği iyileştirilir.